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?我国焊接机器人的应用状况

我国开发工业机器人晚于美国和日本，起于20世纪70年代，早期是大学和科研院所的自发性的研究。到80年代中期，***没有一台工业机器人问世。而在国外，工业机器人已经是个非常成熟的工业产品，在汽车行业得到了广泛的应用。鉴于当时的国内外形势，***“七五”攻关计划将工业机器人的开发列入了计划，对工业机器人进行了攻关，特别是把应用作为考核的重要内容，这样就把机器人技术和用户紧密结合起来，使中国机器人在起步阶段就瞄准了实用化的方向。

与此同时于1986年将发展机器人列入***“863”高科技计划。在***“863”计划实施五周年之际，邓同志提出了“发展高科技，实现产业化”的目标。在国内市场发展的推动下，以及对机器人技术研究的技术储备的基础上，863主题***组及时对主攻方向进行了调整和延伸，将工业机器人及应用工程作为研究开发***之一，提出了以应用带动关键技术和基础研究的发展方针，以后又列入***“八五”和“九五”中。经过十几年的持续努力，在***的***和支持下，我国焊接机器人的研究在基础技术、控制技术、关键元器件等方面取得了重大进展，并已进入使用化阶段，形成了点焊、弧焊机器人系列产品，能够实现小批量生产。我国焊接机器人的应用主要集中在汽车、摩托车、工程机械、铁路机车等几个主要行业。汽车是焊接机器人的用户，也是早用户。早在70年代末，上海电焊机厂与上海电动工具研究所，合作研制的直角坐标机械手，成功地应用于上海牌轿车底盘的焊接。“一汽”是我国早引进焊接机器人的企业，1984起先后从KUKA公司引进了3台点焊机器人，用于当时“牌”轿车的车身焊接和“解放牌”车身顶盖的焊接。1986年成功将焊接机器人应用于前围总成的焊接，并于1988年开发了机器人车身总焊线。

焊接机器人在引用配套设备的应用

与焊接机器人应用相配套的质量控制设备也在不断发展，主要体现在以下几个方面：

　　（1）机器人自身的质量控制及焊接管理的功能已经非常完善，如，焊接保护气流量的监控、导电嘴更换时间间隔的管理等。

　　（2）焊接夹具上，工件的检测、判断等传感器的使用在很大程度上保证了工件安装***的准确性。

　　（3）专用控制设备的使用更进一步加强了焊接过程的质量控制。如，弧机器人焊接过程中的电流电压监控、送丝速度监控，点焊机器人的实时打点电流及时长的监控等。

　　焊接机器人在机器人的用途中一直占据着主导地位，尽管近年来在国内得到了迅速发展，但在世界范围内来看，它的应用还处于发展上升期，我们要做的工作还很多。如何引进国外成熟的机器人应用技术为我们所用，如何在焊接质量控制上与国外接轨，如何培养国内的焊接机器人市场等一系列问题都等待着我们进一步努力。

焊接传感器

焊接机器人由示教再现型向智能型发展， 增强其柔性和适应性， 传感器是必不可少的。对于自主焊接来说， 传感器感知外部环境的变化通知机器人，机器人实时调整工作状态， 以适应环境的变化这一点对于焊接来说尤为重要。在实际焊接过程中， 焊接条件是经常变化的， 如加工和装配上的误差会造成焊缝位置和尺寸的变化， 焊接过程中工件受热及散热条件改变会造成焊道变形和熔透不均。为了克服机器人焊接过程中各种不确定性因素对焊接质量的影响， 需提高机器人作业的智能化水平和工作的可靠性， 要求弧焊机器人系统不仅能实现空间焊缝的自动实时跟踪， 而且还能实现焊接参数的在线检测、 调整和焊缝质量的实时控制。目前， 应用比较成熟的传感器主要是焊缝跟踪传感器， 主要有电弧跟踪和激光跟踪两大类， 分别如图所示。

电弧跟踪传感优点是简单， 不用附加另外的传感装置， 但它只适用于熔化极焊接场合。目前很多商用机器人已具有电弧跟踪传感功能。激光跟踪传感由于其优越的性能， 已成为有前途、 发展快的焊接传感器。由激光二极管发射的激光束入射到工件表面， 经金属表面反射， 由 CCD 摄像机接收成像。可以看到， 当工件位置不同时， 激光光斑成像在 CCD 上的位置是不同的。如果已知激光入射角度， 通过图像上的光斑位置， 就可以计算出工件上点的三维信息。除了这种点式激光光源， 目前更多的焊缝激光传感器采用激光条纹作为光源。加拿***ervorobot 和英国 META 公司已有商业化的产品出售。这类***的激光焊缝跟踪传感器的售价一般在20 万元以上， 比机器人本体还要昂贵。传感结果通过数据接口传输给机器人控制， 由控制器发出指令对机器人的运动进行调整。